Сборка агрегатов и их испытание
ГЛАВА 8 сборка агрегатов и их испытание
§ 13. Общие понятия
При сборке агрегатов отдельные детали соединяют в подгруппы и узлы, которые затем собирают в агрегаты.
Агрегаты собирают и разбирают двумя способами: 1) на стационарных постах (стационарная сборка); 2) на подвижных постах поточной линии (поточная сборка). Подробно указанные способы организации процесса сборки (разборки) были рассмотрены в § 4.
Процессы сборки узлов и агрегатов состоят из многих операций. Вместе с тем большинство представляют собой однотипные повторяющиеся работы. К таким работам относятся: сборка соединений резьбовых, шпоночных, конусных и зубчатых (шлицевых), прессовых, сборка шестеренчатых передач (цилиндрических и конических), а также монтаж шариковых и роликовых подшипников, сборка заклепочных соединений, сварка, пайка, склеивание и др. Рассмотрим эти виды сборочных работ.
Резьбовые соединения
Значительную часть сборочных работ (до 30%) составляют резьбовые соединения деталей. К ним относятся соединения, выполняемые с помощью шпилек, болтов, винтов и т.п. Сборка резьбовых соединений при помощи шпилек начинается с ввертывания шпилек в резьбовые отверстия корпусных деталей (блок цилиндров двигателя, картеры агрегатов и др.).
Шпильки ставят с помощью специальных ключей.
При постановке шпилек необходимо соблюдать следующие основные требования:
Рекомендуемые материалы
1) шпилька должна иметь в корпусе достаточно плотную посадку, чтобы при свинчивании с нее даже туго посаженной гайки шпилька не вывинчивалась из корпуса;
2) в некоторых случаях, в соответствии с техническими условиями, перед завинчиванием шпильки смазывают суриком, шеллаком и т.п. Например, шпильки крепления головки блока двигателя ГАЗ устанавливают на сурике, а шпильки крепления водяного насоса— на шеллаке;
3) после завинчивания шпилька должна выступать над поверхностью детали на определенную высоту. Для контроля длины выступающей части шпильки применяют специальные шаблоны;
4) шпилька должна быть перпендикулярна плоскости детали, в которую она ввернута. При сборке резьбовых соединений много времени занимает завинчивание болтов, винтов, шпилек и навинчивание гаек, поэтому при выполнении этих операций следует широко использовать механизированный инструмент (см. § 5).
Для нормальной работы собранного узла или механизма большое значение имеет обеспечение необходимой затяжки резьбового соединения и его стопорение.
Затяжка резьбового соединения зависит от величины крутящего момента, прикладываемого к болту или гайке.
Для ответственных резьбовых соединений (болтов крепления крышек коренных и шатунных подшипников, гаек шпилек крепления головки блока цилиндров и др.) величина необходимого момента затяжки указывается в технических условиях на сборку.
При сборке резьбового соединения болты или гайки сначала завертывают обычным коловоротным или торцовым ключом, а затем окончательно затягивают динамометрическим ключом.
При завертывании болтов и гаек с помощью механизированного инструмента применяют специальные ключи, автоматически выключающиеся после достижения установленного момента затяжки.
В многоболтовых соединениях во избежание коробления соединяемых деталей затяжку болтов и гаек следует производить в определенной последовательности, которая обычно указывается в технических условиях на сборку.
При сборке под гайки и головки болтов необходимо поставить предусмотренные конструкцией данного соединения шайбы. В ряде случаев после сборки резьбовое соединение должно быть застопорено.
При стопорении проволокой нескольких болтов ее необходимо, затягивать так, чтобы отвертывание одного болта вызывало затягивание других. Таким образом обеспечивается надежное' стопорение всех болтов.
Сборка шпоночных соединений
В сопряжениях деталей М широко применяются шпоночные соединения, осуществляемые посредством призматических и сегментных шпонок.
С помощью сегментных шпонок устанавливают шестерни коленчатых валов, шестерни промежуточного вала коробки передач и другие детали. Призматические шпонки применяют в соединениях рычагов с поворотными кулаками передней оси и в соединениях других деталей.
Допуски на размеры шпоной назначаются по системе вала. Посадка их в шпоночных пазах соединяемых деталей различна: в паз вала шпонка устанавливается с плотной посадкой (с натягом), а в пазу сопряженной детали она имеет подвижную посадку. Деталь, устанавливаемая на вал, должна центрироваться только по шейке вала, поэтому между дном паза устанавливаемой детали и верхней плоскостью шпонки должен быть зазор.
Поскольку шпонки обычно передают усилия вращения, их рабочие поверхности должны быть точно подогнаны по пазам. Шпонки устанавливают в паз вала с помощью молотка или специальных струбцин. После запрессовки шпонки в шпоночный паз на вал напрессовывают сопряженную деталь. В случае несоблюдения требуемой посадки шпонки в шпоночном пазу, возможно смятие торцов шпонки и шпоночного паза и образование зазора, в результате чего шпоночное соединение быстро выйдет из строя, особенно в условиях знакопеременной нагрузки.
Сборка конусных соединений
Конусные соединения бывают бесшпоночные и шпоночные.
Бесшпоночные конусные соединения применяют в том случае, если соединяемые детали не передают крутящего момента — например, соединение шаровых пальцев с рычагами рулевого привода.
Шпонка в конусном соединении применяется для надежности соединения деталей, передающих усилие вращения, например, в соединении ступиц ведущих колес автомобиля с полуосями.
Для нормальной работы конусного соединения необходимо, чтобы конусные поверхности плотно прилегали друг к другу и чтобы в процессе эксплуатации можно было подтягивать сопряжение. Возможность подтягивания создается за счет зазора.
В некоторых случаях конусные соединения должны обеспечивать герметичность сопряжения,— например, топливные пробковые краны, клапаны механизма газораспределения двигателя. Для герметичности такого конусного соединения сопрягаемые детали перед сборкой необходимо притереть друг к другу.
Сборка зубчатых (шлицевых) соединений
Наибольшее распространение имеют зубчатые (шлицевые) соединения с прямобочными и треугольными шлицами. В зубчатом соединении с прямобочными шлицами центрирование внешней охватывающей детали может производиться по наружному диаметру выступов вала, по внутреннему диаметру его впадин и по боковым сторонам шлицев.
В соединениях с треугольными шлицами внешняя деталь центрируется по боковым сторонам шлицев. При центрировании детали по наружному диаметру выступов вала наружную поверхность шлицев шлифуют, а отверстие внешней детали обрабатывают протяжкой. К такому виду соединений относятся: главный вал коробки передач — скользящие шестерни, хвостовик ведущей шестерни главной передачи — фланец карданного сочленения и др.
При центрировании внешней детали по боковым сторонам шлицев отверстие внешней детали протягивается, а боковые стороны шлицев вала шлифуются. Такое соединение применяют в тех случаях, когда точность центрирования не имеет существенного значения, но необходима достаточная прочность соединения. К этому виду соединений относятся: шлицевой конец карданного вала — скользящая вилка, ступица ведомого диска сцепления — шлицевой конец ведущего вала коробки передач и др.
При центрировании детали по внутреннему диаметру впадин вала отверстие внешней детали и впадины вала должны быть обработаны (прошлифованы) с высокой степенью точности. Такое шлицевое соединение наиболее дорого в изготовлении. Шлицевое соединение с треугольными шлицами применяют в сопряжениях вал рулевой сошки — рулевая сошка, валик амортизатора — рычаги и др.
Зубчатые (шлицевые) соединения бывают подвижные и неподвижные. Подвижные зубчатые (шлицевые) соединения имеют ходовую, легко-ходовую или скользящую посадки и поэтому их можно собирать вручную. При сборке подвижного зубчатого соединения перед постановкой охватывающей детали на вал отверстие и шлицы вала должны быть смазаны маслом. Неподвижные соединения имеют обычно глухую, тугую или плотную посадки и поэтому их собирают путем напрессовки охватывающей детали на шлицевой вал.
После сборки шестерни со шлицевым валом ее необходимо проверить на биение и «на качку». Проверку на биение производят с помощью индикатора, для чего вал в сборе с шестерней устанавливают на поверочной плите, на призмах или в центрах. Если при проверке биение шестерни будет выше допускаемого по техническим условиям, то необходимо добиться его уменьшения, переставляя шестерню на шлицах. Если это не поможет, следует подобрать другую шестерню. При подвижной посадке шестерни на шлицевом валу она должна свободно перемещаться вдоль вала без заедания и не иметь на нем качки (ощутимого люфта).
Сборка прессовых соединений
Прессовые соединения получают путем напрессовки одной детали на другую (например, зубчатого венца на маховик двигателя) или запрессовкой одной детали в отверстие другой (например, направляющей втулки клапана в отверстие в блоке цилиндров двигателя).
Трудоемкость сборки прессовых соединений составляет 10—15% общей трудоемкости сборочных работ.
Сборка прессовых соединений осуществляется с помощью различных гидравлических, пневматических и рычажных прессов, а также вручную, с помощью оправки и молотка.
Для нормальной работы прессового соединения большое значение имеет плотность посадки деталей, которая определяется необходимой величиной натяга, создаваемого при запрессовке. При сборке некоторых соединений даже незначительное увеличение натяга может привести к разрыву деталей (например, при запрессовке гильз в цилиндры блока двигателя). Поэтому при сборке таких соединений необходимо контролировать усилие запрессовки, величина которого зависит от величины натяга. На гидравлических прессах это усилие контролируют по манометру.
Как при запрессовке, так и при напрессовке деталей необходимо исключить возможность их перекосов, а также обеспечить равномерное распределение прикладываемого усилия. Это достигается применением различного рода центрирующих оправок и наставок.
В некоторых случаях сборка прессовых соединений облегчается путем нагрева охватывающей детали. Таким образом, например, собирают маховик с зубчатым венцом. Нагретый зубчатый венец напрессовывают на маховик легким постукиванием молотка.
Сборка шестеренчатых передач
При сборке цилиндрических шестеренчатых передач необходимо обеспечить выполнение следующих требований: радиальное и торцевое биение не должно превышать допускаемой величины; величина бокового зазора между зубьями должна находиться в заданных пределах, контакт (прилегание) сопряженных поверхностей зубьев — соответствовать техническим условиям.
Если шестерни изготовлены точно по чертежам и выдержан размер между их осями, то после сборки обеспечивается вполне удовлетворительное их зацепление. Однако при сборке из-за возможного неблагоприятного сочетания допусков на размеры шестерен это не всегда удаётся. Поэтому в процессе сборки возникает необходимость подбора шестерен.
Радиальное и торцовое биение проверяют, с помощью индикатора, боковой зазор между зубьями шестерен — с помощью щупов, индикаторов или путем прокатывания между зубьями собираемых шестерен свинцовой пластинки и замера ее толщины микрометром,
Контакт (прилегание) рабочих поверхностей зубьев шестерен проверяют с помощью краски. Для этого на зубья ведущей шестерни наносят тонкий слой краски, после чего шестерни проворачивают и на зубьях ведомой шестерни получают отпечатки, по которым можно судить о правильности зацепления.
Роликовые конические подшипники могут устанавливаться с неподвижной посадкой обоих колец (например, подшипники коробки дифференциала). При монтаже подшипников коробки дифференциала автомобиля ГАЗ внутреннее кольцо в сборе с роликами и сепаратором напрессовывают на шейку чашки дифференциала, а наружное кольцо — в гнездо кожуха полуоси. В роликовых конических подшипниках величина зазора между роликами и кольцами не зависит от характера посадки последних, а устанавливается при сборке путем регулировки подшипникового узла. В этом случае необходимо уделить особое внимание регулировке узла. Ролики должны вращаться свободно и иметь необходимый зазор. Зажим их в процессе сборки приведет к тому, что во время работы узла или механизма они будут интенсивно изнашиваться или ломаться.
Подшипники следует вынимать из упаковки и смывать с них предохранительную смазку непосредственно перед монтажом. Промывку производят в 8—10%-ном растворе машинного масла в бензине. Обдувание подшипников сжатым воздухом не допускается.
Установку подшипников на место производят путем напрессовки на вал или запрессовки в корпус с помощью прессов либо вручную, с помощью молотка и оправки. При монтаже подшипника усилие необходимо прикладывать к тому кольцу, которое устанавливается на сопрягаемую деталь с натягом.
В некоторых случаях запрессовка производится с предварительным подогревом подшипника (в течение 15—20 мин) в масляной ванне (t = 60 - 100°С), если он напрессовывается на вал, или корпуса, если подшипник запрессовывается в него.
Запрессовка подшипников на прессе с предварительным подогревом является лучшим способом монтажа, так как при этом подшипник не подвергается ударам, в отличие от ручной запрессовки с помощью молотка и оправки.
Напрессовка подшипника на вал должна производиться до упора его кольца в буртик или заплечик, а запрессовка в корпус — до упора кольца в дно гнезда.
После установки подшипника необходимо убедиться в том, что его шарики или ролики не защемлены. Правильно напрессованный подшипник должен проворачиваться легко и плавно (без заеданий).
Заполнять подшипники смазкой, необходимо с помощью лопаточки из цветного металла.
Монтаж игольчатых подшипников без обойм и сепараторов (например, игольчатого подшипника ролика вала рулевой сошки) производится с помощью специального ложного валика. Ложный валик делают на 0,1—0,2 мм меньше диаметра действительного валика или внутреннего кольца. Его вставляют в отверстие детали, служащей наружным кольцом подшипника, а в зазор между телом ложного валика и деталью вставляют иглы подшипника. Для удобства сборки (чтобы иглы не рассыпались) на ложный валик и поверхность отверстия детали наносят тонкий слой технического вазелина или солидола. Последняя игла должна входить свободно. Затем деталь вместе с ложным валиком устанавливают на место и ложный валик заменяют действительным. Правильность сборки проверяют вращением детали, оно должно быть свободным, без заеданий.
Сборка неразъёмных соединений
Детали автомобилей могут быть соединены заклепками различных типов. Заклепочные соединения применяются при сборке рам, кожухов полуосей с картером дифференциала, дисков крепления
Сваркой соединяют детали при сборке кузовов автобусов и легковых автомобилей, кабин грузовых автомобилей и т.п. Наибольшее распространение для этой цели получили следующие виды сварки: газовая, ручная электродуговая, точечная и в защитной среде углекислого газа. В некоторых случаях соединение сваркой является завершающей операцией сборки узла. Например, при сборке передних амортизаторов легкового автомобиля «Волга» после установки рычагов на валик их соединяют сваркой.
Для получения качественного соединения в процессе сборки очень важно правильно установить и зафиксировать свариваемые детали. С этой целью используют различные приспособления (кондукторы, стенды, шаблоны и т. д.).
Рекомендация для Вас - Наблюдение сущность и порядок проведения.
Пайку применяют для соединения деталей при сборке водяных и масляных радиаторов, а также приборов электрооборудования. В этих случаях она является единственно возможным способом соединения деталей. При сборке радиаторов пайка обеспечивает необходимую герметичность соединения, а при сборке приборов электрооборудования — надежность электрического контакта.
Различают два способа пайки: мягкими и твердыми припоями. Мягкими припоями называют легкоплавкие припои, температура плавления которых не превышает 300° С. Предел прочности соединения этими припоями при растяжении не превышает 10—11,5 кГ/мм2. Пайку мягкими припоями осуществляют паяльниками или погружая соединяемые детали в расплавленный припой. Мягкие припои применяют при сборке радиаторов и приборов электрооборудования.
Твердыми называют припои с температурой плавления выше 500° С. Предел прочности соединения этими припоями при растяжении 25—40 кГ/мм2.
Пайку твердыми припоями осуществляют нагревая детали с помощью газовой горелки, в печах, соляных ваннах, индукторах т.в.ч. или погружая их в расплавленный припой. Пайка твердыми припоями применяется для крепления контактов при сборке реле-регуляторов и прерывателей-распределителей.
Склеивание применяют для крепления обивочного материала, различных уплотнителей, ковриков и т. п., при сборке кабин и кузовов, а также для крепления фрикционных накладок при сборке тормозных колодок и ведомых дисков сцепления. В некоторых случаях клеевые составы успешно используют для получения подвижного неразъемного соединения деталей с цилиндрическими сопрягаемыми поверхностями. При этом- полностью исключается -коробление деталей и появление внутренних напряжений как в случае прессовых соединений (особенно с предварительным нагревом деталей).
К клеевым, соединениям вместо прессовых прибегают также в тех случаях, когда величина требуемого натяга в сопряжении оказывается недостаточной для получения надежного соединения (но при этом натяг еще не переходит в зазор).
